1、 第三代移动通信,目录,3G技术的应用 3G技术的发展 3G技术在中国 3G技术之TD-SCDMA 3G网络安全,3G技术的应用,3G是英文The 3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。,第三代移动通信,第三代移动通信的应用,3G网络支持影像电话,隨時收看比賽實況,傳送影片給朋友,3G网络支持移动电视,3G网络支持远端监控,餐饮指南 天气预测 地图导引,3G网络支持电子导航,3G网络支持赛况直播,3G技术的发展,3G的提出,1985年 ITU提出第3代移动通信系统的概念，“未来公共陆地移动通信系统”（
2、 Future Public Land Mobile Telecommunications System）。1996年 ITU将第3代移动通信系统的名称变更为 “国际移动通信-2000”（ International Mobile Telecommunications 2000，即IMT-2000）。3大涵义：工作在2000MHz、最高传输速率为2000Kbps、在2000年进入商业应用。3大标准：ITU批准的3G标准是CDMA2000（美国）、WCDMA（欧洲） 和TD-SCDMA（中国）,第三代移动电话（代表为WCDMA）都采用码分多址原理 (CDMA)。CDMA技术的原理是基于扩频技术，
3、即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，再经载波调制并发送出去。,User A,User B,User C,码分多址(CDMA)原理,Four speakers: Chinese, English, Korean, and Spanish You are in the audience and Chinese is your native language You hear only what you know and recognize,CDMA发展过程,CDMA技术早在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用。 89年11月Qualcomm在美国的现场
4、试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大，使CDMA成为全球的热门课题。 95年香港和美国CDMA公用网开始投入商用。 98年全球CDMA用户已达500多万。 99年全球CDMA用户已达2000万。93年我国863计划已开展CDMA蜂窝技术研究。,3G标准,3G：第三代移动通信系统。国际电联规定：3G要能提供对多媒体服务的支持以及高速数据传输服务。其数据传输速率在高速移动环境中支持144kbps，步行慢速移动环境中支持384kbps，静止状态下支持2Mbps 。代表几大地域企业集团利益的三种国际标准WCDMA(欧洲)/CDMA2000(美国)/TD-SCDMA（中国）区别主要在无线接入网（RA
5、N）部分。,（）全球普及和全球无缝漫游的系统。第二代移动通信系统一般为区域或国家标准，而第三代移动通信系统是一个在全球范围内覆盖和使用的系统。它将使用共同的频段及全球统一标准。,3G特点,（）具有支持多媒体业务的能力，特别是支持Internet 业务的能力。现有的移动通信系统主要以提供话音业务为主，随着发展一般也仅能提供100kb/ s200kb/ s 的数据业务， GSM演进到最高阶段的速率能力为384kb/ s。而第三代移动通信的业务能力将比第二代有明显的改进。它应能支持话音分组数据及多媒体业务；应能根据需要，提供所需带宽。,（）便于过渡、演进。由于第三代移动通信引入时，第二代网络已具有相
6、当规模，所以第三代的网络一定要能在第二代网络的基础上逐渐灵活演进而成，并应与固定网兼容。（）高频谱效率。 （）高服务质量。 （）低成本。 （）高保密性。,3G技术在中国,江苏首次3G视频通话,2009年1月7日，工业和信息化部 正式发放3G牌照。 2009年1月24日江苏省移动公司总经理王建(右)与南京市市长蒋宏坤进行3G通话。,WCDMA技术,W-CDMA也称为WCDMA，全称为Wideband CDMA，也称为CDMA Direct Spread，意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一
7、步融合。其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡，而GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。目前全球138家获得3G牌照的运营商中有133家选择了WCDMA，足见其优势。 中国采用的WCDMA频段为： 1940MHz-1955MHz(上行)、2130MHz -2145MHz(下行)。,主要使用国家和地区：欧洲 本国
8、使用公司: 中国联通 最高下载速度：14.4Mbp/s,3G参数,RTT FDD 异步CDMA系统:无GPS 带宽:5MHz 码片速率:3.84Mcps 中国频段: 1940MHz-1955MHz(上行)、2130MHz -2145MHz(下行),CDMA2000,CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，也称为CDMA Multi-Carrier，它是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到
9、3G，建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。,主要使用国家和地区：美国、日、韩 本国使用公司: 中国电信 最高下载速度：理论EV-DO Rev.B版本CDMA网络可以实现下载73.5Mbit/s上行27Mbit/s,3G参数,RTT FDD 同步CDMA系统:有GPS 带宽:1.23MHz 码片速
10、率:1.2288Mcps 中国频段: 1920MHz -1935MHz(上行)、2110MHz -2125MHz(下行),TD-SCDMA,全称为Time Division - Synchronous CDMA(时分同步CDMA)，该标准是由中国大陆独自制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU提出，但技术发明始祖于西门子公司，TD-SCDMA具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内的庞大的市场，该标
11、准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TDSCDMA标准。 该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。,主要使用国家和地区：中国 本国使用公司: 中国移动 理论速度：实现HSDPA之后可达到7.2Mb/s的下行速度。,3G参数,RTT TDD 同步CDMA系统:有GPS 带宽:1.6MHz 码片速率:1.28Mcps 中国频段: 1880-1920MHz、2010-2025MHz、2300-2400MHz,3G技术之TD-SCDMA,TD-SCDMA标准,TD-SCDMA（时分同
12、步码分多址）是由大唐电信科技产业集团代表中国提交，并于2000年5月被国际电联接纳，2001年3月被 3GPP认可的世界第三代移动通信的三大标准之一。,作为目前全球正在进行大规模商业产品开发的TDD产品，一方面，世界各国均已预留TDD频率，另一方面，TDD在全球的统一频段，也有利于TD的全球漫游，这些都使得TD-SCDMA在未来的竞争力不言而喻。,TD-SCDMA系统发展状况,系统,大唐通过对核心专利的释放，使得TD-SCDMA系统设备成为了整个产业链最为成熟的环节，目前已经形成了大唐+ASB、西门子+华为、爱立信中兴、普天+诺基亚四套接入网加核心网的全系统解决方案。,TD-SCDMA的关键技
13、术,时分双工 适应于无线资源的自适应分配 码分多址允许同时多个用户访问 联合检测使同小区内干扰减至最小 动态信道分配 从而减少小区间的干扰 智能天线进一步降低小区间的干扰,关键技术一：时分双工（TDD）,TD-SCDMA 的优势,易于使用非对称频段 无需具有特定双工间隔的成对频段 通过适应用户业务需求优化频谱效率 上行和下行使用同个载频，故无线传播是对称的 有利于智能天线技术的实现 无需笨重的射频双工器 小巧的基站,资源:,关键技术二：码分多址（CDMA）,最多可达16个码道,1.6 MHz,下行,下行,下行,下行,上行,CDMA 特性,对同一无线信道的多用户同时访问 根据用户需求进行容量分配
14、 每个CDMA用户和所有使用同一无线信道和时隙的用户都发生干扰（多址干扰）,每个用户通过临时分配到的CDMA码来被识别,时隙,关键技术三：联合检测（JD）,1）联合检测为什么如此重要 ? （1）避免多址干扰； （2）检测动态范围急剧增大，无需软切换； （3）小区内干扰最小化。 2）联合检测是如何工作的 ? （1）特定的空中接口“突发”结构允许收信机对无线信道进行信道估计 ； （2）根据估计的无线信道，对所有信号同时进行检测。,联合检测技术,实际的CDMA移动通信系统中，由于各个用户信号之间存在一定的相关性，这就是多址干扰（MAI）存在的根源。由个别用户产生的MAI固然很小，可是随着用户数的增加
15、或信号功率的增大，MAI就成为宽带CDMA通信系统的一个主要干扰。 联合检测技术则指的是充分利用MAI，一步之内将所有用户的信号都分离开来的一种信号分离技术。联合检测算法的具体实现方法有多种，大致分为非线性算法、线性算法和判决反馈算法等三大类。根据目前的情况，在TD-SCDMA系统中采用了线性算法中的一种，即迫零线性块均衡（ZF-BLE）法。,关键技术四：动态信道分配（DCA）,下述三种动态信道分配方法全面降低了相应的小区间干扰，从而使频谱利用率得以优化。1）频域 DCA （1）频域DCA中每小区使用多个无线信道(频道) （2）在给定频谱范围内，与 5 MHz 的带宽相比， TD-SCDMA
16、的1.6 MHz 带宽使其具有3倍以上的无线信道数(频道数)。,2）时域 DCA在一个TD-SCDMA 载频上，使用7个时隙减少了每个时隙中同时处于激活状态的用户数量；3）空域 DCA 通过智能天线，可基于每一用户进行定向空间去耦（降低多址干扰） ；4）码域DCA在同一个时隙中，通过改变分配的码道来避免偶然出现的码道质量恶化。,关键技术五：智能天线,TD-SCDMA与WCDMA的差异,TD-SCDMA网络组建,SGSN：GPRS业务支持节点 PSTN：公共交换电话网络 RNC：基站控制器GGSN：GPRS网关支持节点 UMSC：3G交换机 Node-B：基站,3G网络安全,网络安全中VPN的运
17、用,VPN的英文全称是“Virtual Private Network”，翻译过来就是“虚拟专用网络”。顾名思义，虚拟专用网络我们可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。它可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在Internet上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。,3G 网络安全解决方案,在3G时代，这些将成为现实，3G以其高速，可移动的特点成为了视频的传输的理想传输平台，中国电信最新推出的基于EVDO 3G技术的无线宽带数据卡最高速率可达3.1M，以后可以升级到更高的带宽，结合IPSEC 的VPN技术，构建新一代的移动的IP业务承载平台。 随着远程监控技术的发展，MPEG4的视频压缩技术成为新的视频压缩标准，MPEG4具有压缩比率高，占用宽带少等特点，已经广泛应用于远程视频监控。而3G具有高带宽、移动行好，适合支持需要高带宽的视频业务。由于IPSec VPN具有安全性高，保密性等特点，可广泛应用于企业安全互联，适合基于IP的远程视频监控的应用。,
